CC BY
107
1. Tushkanov B. A., Pushkarev N. G., Pozdnjakova L. A. Elektrovoz VL85: Rukovodstvopo ek-spluatatsii (Electric locomotive VL85: User Manual). Moscow: Transport Publ., 1992, 480 p.
УДК 621.311.1
А. С. Вильгельм, А. А. Комяков, В. Л. Незевак
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Совершенствование методов электрических расчетов в общем случае направлено на повышение точности получаемых результатов. Одним из направлений совершенствования методов расчета является учет в расчетах различных факторов, оказывающих влияние на точность расчета параметров системы тягового электроснабжения. В настоящей статье рассмотрен подход, направленный на совершенствование метода электрического расчета в части повышения точности путем изменения алгоритма расчета и учета ряда дополнительных факторов.
Проектирование новых электрифицируемых участков, а также реконструкция и модернизация существующих неразрывно связаны с проведением электрических расчетов, в ходе которых определяются различные энергетические показатели работы системы тягового электроснабжения. В настоящее время известно много методов расчета энергетических показателей системы тягового энергоснабжения: по заданному расположению поездов; по сечениям графика движения поездов; по заданным размерам движения поездов [1] и др. С развитием вычислительной техники наибольшее распространение получил метод расчета по сечениям графика движения поездов. Меньший шаг при получении сечений графика движения обеспечивает большую точность вычислений.
Решение задачи определения основных параметров системы тягового электроснабжения (СТЭ) электрифицированных железных дорог переменного тока, оценки энергетических показателей и электромагнитной совместимости основано на проектных расчетах с помощью соответствующих методик и программ, примерами которых могут являться методики расчета параметров тяговых сетей переменного тока [2, 3]. Сохраняет свою актуальность вопрос повышения точности расчетов, решение которого позволяет получить результаты, адекватные данным измерений, например, по определению потерь электроэнергии в тяговой сети [4].
Перечисленные выше методы расчета энергетических параметров СТЭ основаны на определении электрических нагрузок по графику движения поездов. При этом в основе определения тяговой нагрузки лежит тяговый расчет, выполняемый для постоянного уровня напряжения на токоприемнике электроподвижного состава. Следует отметить, что проведение расчетов на основе указанного метода вносит неточности, связанные с тем, что напряжение в контактной сети непрерывно изменяется и может достигать предельных значений, что, однако, в данных методах не учитывается. Указанное обстоятельство приводит к тому, что картина то-кораспределения, расхода энергии и потерь в тяговой сети носит искаженный характер.
В настоящей статье представлен усовершенствованный порядок расчета следующих показателей СТЭ: токов нагрузки электроподвижного состава, минимального напряжения на токоприемнике электроподвижного состава (ЭПС), коэффициента реактивной мощности для проектируемых участков железных дорог и участков, находящихся в эксплуатации, а также расхода электрической энергии.
Тяговые расчеты выполняются в соответствии с рекомендациями источника [5] для спрямленного и приведенного профиля пути.
Расчет величины уклона спрямленного элемента профиля выполняют по выражению:
£ = -, (1)
1=1
где ^ - уклону'-го элемента профиля;
- длинау'-го элемента профиля.
Расчет величины уклона спрямленного элемента профиля для кривых участков пути выполняют по формуле:
1 2
¡" = - Е , (2)
с I 1=1 1 Г, ' 4 '
где 1С - длина элемента профиля, содержащего кривые участки;
wrj - удельное дополнительное сопротивление движению оту'-й кривой;
- длинау'-й кривой;
2 - количество кривых на участке.
Удельное дополнительное сопротивление движению поезду от кривой рассчитывают по формуле:
700 ™
^ = 7Г ' (3)
где Я - радиус кривой.
Расчет крутизны уклона приведенного элемента осуществляют по выражению:
К = ?е + С (4)
Тяговые расчеты выполняют методом интегрирования уравнения движения поезда с максимальной величиной шага интегрирования At = 1 с для каждого поезда в четном и нечетном направлениях по расчетным размерам движения поездов с учетом серии электроподвижного состава, массы состава и нагрузки на ось состава.
На первом шаге интегрирования расчета напряжение на токоприемнике принимают равным номинальному в контактной сети (25 кВ), начальную скорость движения поезда Ук=1 принимают равной У0 (0 км/ч) и начальную координату поезда на плане пути £к=1 равной 0 км. При этом на каждом к-м шаге интегрирования определяют величину основного удельного сопротивления движению поезда для скорости Ук'. для электровозов и электропоездов -
< = А + В-¥к + С •У'2, (5)
где А, В, С - коэффициенты, определяемые согласно указаниям работы [5] для звеньевого или бесстыкового пути, определенных серии электропоезда и режима ведения поезда (под током или на холостом ходу) -для вагонов:
„ п Е + ^ •У, + О •У,2 < = V +----, (6)
Чо
где Б, Е, Е, G - коэффициенты, определяемые согласно [5] для грузовых или пассажирских вагонов, звеньевого или бесстыкового пути, количества осей вагона и типа подшипников; д0 - нагрузка на ось состава.
Результирующее основное удельное сопротивление движению поезда определяют по выражению:
< • тл + <к • тс ^
^о- =-, (7)
тл + тс
где тл и тс - масса локомотива и состава.
На каждом k-м шаге интегрирования по правилам тормозных расчетов определяют величину тормозного пути до остановочного пункта при заданной скорости Vk'.
500 V2 - V02CT)
Sn = 0,278 V - tn +--^-т, (8)
С-1000 (1000^р -^кр + wok - ie)
где ^ - время подготовки тормозов к действию, которое определяется в зависимости от типа состава, типа тормозов и количества осей состава;
^,ст - скорость проследования остановочного пункта;
Z - величина, обратная приведенной массе одной тонны веса поезда. Согласно рекомендациям [5] при всех эксплуатационных расчетах значение Z следует принимать равным 120; $р - расчетный тормозной коэффициент поезда, определяется согласно указаниям работы [5]; фкр - расчетный коэффициент трения тормозных колодок, определяется тоже согласно [5]. Если выполняется неравенство
S + STk > Son + ^, (9)
где Son - координата остановочного пункта;
/по - длина приемоотправочных путей остановочного пункта, то режим торможения применяют с предыдущего шага интегрирования k - 1 до остановки поезда в остановочном пункте, а именно: на каждом шаге интегрирования определяют величины тормозной силы Bvk-1 (кН), удельного замедляющего усилия Ьк^-1 (Н/кН) согласно выражению (20), значение снижения скорости AVk-i согласно (21). Если выполняется неравенство
Son * S + STk < Son +у, (10)
то режим торможения применяют с текущего шага интегрирования k до остановки поезда в остановочном пункте, а именно: на каждом шаге интегрирования определяют величины тормозной силы Bкk (кН), удельного замедляющего усилия (Н/кН) согласно уравнению (21), значение падения скорости AVk согласно (22). Если выполняется неравенство
Sk + Sn < Son, (11)
то дальнейший расчет выполняют в последовательности действий описанных ниже.
По тяговым характеристикам FR(V) определяют значение силы тяги F^ (кН) на k-м шаге интегрирования для скорости Vk. Расчет величины удельной силы тяги на k-м шаге интегрирования осуществляют по выражению:
Л = . (12)
(тс + тл ) g
где g - ускорение свободного падения.
Расчет величины удельного ускоряющего усилия на k-м шаге интегрирования производят по уравнению:
fyk = U - W - ic . (13)
Значение приращений скорости AVk (км/ч) и пройденного пути ASk (км) определяют по выражениям соответственно:
С-fir-At
AV -; (14)
k 3600
= Щ+Щ ^ к 2•3600
Расчет конечного времени к-го шага интегрирования (с), скорости Ук+1 (км/ч) и конечной координаты на к-м шаге интегрирования 5к+1 (км) осуществляют по уравнениям:
(16)
/к+1=А/ • к;
для четных поездов -
для нечетных -
Если
Ук+1 = V* + АУк;
^к+1 = ^к + А^к;
= ^к к •
У > Уогр ук+1 > у к+1 ,
(17)
(18)
(19)
(20)
где - максимально допустимая скорость для расчетной категории поездов на участке пути с координатой £к+1, принимают = и на шаге к+1 для w0 + ¡с > 0 режимом ведения поезда выбирают выбег и принимают /кк+1 = 0, а для w0 + ¡с < 0 в качестве режима выбирают торможение и для скорости Ук+1 по тормозным характеристикам Вк(У) определяют величину тормозной силы Вкк+1 (кН), для которой находят величину удельного замедляющего усилия:
Ьук+1 =
Вкк+1 •Ю3
(тс + тл ) Я
+ w0 + 1а ,
(21)
значение падения скорости
Щ+1 =
С- Ъук+1 -А/ 3600
(22)
Расчет средней скорости движения Ук ср на к-м шаге интегрирования осуществляют по формуле:
у = Ук + Ук+1
к ср 2
(23)
Для режима тяги по токовым характеристикам ¡¿(У) и ¡¿а(У) для Ук ср определяют значения полного тягового тока ¡¿к и активного тягового тока ¡¿ак поезда. Для режима торможения по характеристикам рекуперативного торможения 1р(У) и 1ра(У) для Ук ср определяют значения полного тока рекуперации 1рк и активного тока рекуперации 1рак поезда. Для режима выбега принимают = 0 и ¡ак = 0. Перечисленные токовые характеристики и характеристики рекуперативного торможения для первого шага интегрирования принимаются по паспортным (номинальным) данным для номинального напряжения и = 25 кВ. Для дальнейших шагов расчета напряжение предлагается определять по результатам электрического расчета на предыдущем шаге, после чего осуществлять пересчет характеристик для скоростей У' (см. выражение (44)), значения указанных выше токов при этом определяют по пересчитанным характеристикам. Учет уровня напряжения в данном случае позволяет повысить точность расчетов.
№ 3(19) 2014
Определяют полный и активный ток собственных нужд электроподвижного состава:
^нк=£; (24)
и к
1,нак = , (25)
ик
где Рсн, Рс н.а - соответственно полная (кВ А) и активная (кВт) мощность собственных нужд электроподвижного состава.
Полный и активный ток электроподвижного состава определяют по формулам: для режима тяги -
Ь = +; (26)
1 ак = 1йак + 1 с.нак ; (27)
для режима рекуперативного торможения -
4 = 1рк — 4*; (28)
I = I -1 (29)
ак рак с.нак ' V /
Значение тока поезда в комплексном виде представляется следующим образом:
¿к =1ке "1к'. (30)
Результаты тяговых расчетов представляют в виде таблицы значений координат поезда полного 1к и активного 1ак тока и тока в комплексном виде ,/, с равномерным шагом по времени At (таблица).
Результаты тягового расчета для одного поезда на расчетном участке
— 1 агссик
Время, с Координата поезда, км Полный ток, А Активный ток, А Значение тока в комплексном виде, А
tk Sk Iк ¡ак ¿к
tk+1 ¡к+1 ¡ак+1 ¿к+1
К Sк IК ¡аК ¿к
Построение расчетного суточного графика движения поездов, представляющего собой зависимость БкОк), осуществляют для выполнения электрических расчетов по методу мгновенных схем. Расчетный суточный график движения поездов строят в двухмерной системе координат, по оси абсцисс откладывается время (1, мин) от 0 до 1440 мин, по оси ординат -расстояние (Б, км) от начальной станции расчетного участка, соответствующей начальной станции для четного направления движения поездов на участке, до конечной станции. На оси ординат наносятся координаты всех остановочных пунктов и тяговых подстанций расчетного участка. Первую нитку расчетного графика движения поездов, соответствующую первому поезду, принимаемому к тяговому расчету, следует откладывать из точки начала системы координат.
Построение каждой нитки расчетного графика движения поездов осуществляют пошагово, при этом каждому шагу к+1 соответствует точка на графике движения с координатами ^к+ь £к+0 в соответствии с таблицей результатов тяговых расчетов (см. таблицу).
58 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 3(19) 2014
- _ = Е Е
Для расчетного графика движения поездов каждая следующая нитка опережает предыдущую по оси абсцисс на величину межпоездного интервала для данных размеров движения, которая должна удовлетворять условию:
1440
^меж __^ ^меж /о i \
чет/неч д^ min > V /
чет/неч
где Лгчет/неч - количество поездов в сутки в соответствующем направлении;
Се* - минимально допустимый межпоездной интервал на расчетном участке.
При построении графика движения для расчета показателей на эксплуатируемых участках необходимо учитывать местные условия пропуска поездов - межпоездные интервалы, количество поездов в пакетах и чередование пропуска поездов повышенного веса и (или) длины.
На участках обращения поездов повышенного веса и (или) длины при построении графика движения для электрических расчетов принимают:
для участков с количеством главных путей два и более - пропуск пакета из четырех поездов повышенного веса и (или) длины с межпоездным интервалом 10 мин в направлении наибольшего токопотребления и потока поездов графикового веса с интервалом 12 мин во встречном направлении;
на однопутных участках - частично-пакетный график при безостановочном пропуске трех поездов повышенного веса и (или) длины с межпоездным интервалом 10 мин в направлении наибольшего токопотребления и скрещении этого пакета поездов со встречными поездами установленного графиком движения веса.
Шаг интегрирования к', соответствующий началу построения очередной нитки в расчетном графике, определяют по выражению:
<меж ¿-г\
к' = чет/неч '— (32)
At
В случае необходимости значение шага интегрирования округляется до целого значения в большую сторону.
Электрический расчет выполняют на основе созданного расчетного суточного графика движения поездов методом мгновенных схем с расчетным шагом, равным шагу интегрирования тяговых расчетов At. Дополнительной информацией для электрических расчетов на каждом к-м шаге являются следующие данные:
координаты поездов S'k (где i - порядковый номер поезда на участке) для к-го шага расчета в момент времени tk согласно построенному расчетному суточному графику движения поездов;
значения тока электроподвижного состава в комплексном виде J для данных поездов,
полученные по результатам тягового расчета для k-го шага интегрирования (см. таблицу).
Расчет минимального уровня напряжения на токоприемнике электроподвижного состава на расчетном участке выполняют для каждого момента времени t с помощью матричного метода анализа сложных цепей с использованием метода контурных токов [6 - 12].
Расчет значений токов в элементах системы тягового электроснабжения проводят на основе схемы замещения, параметры которой определяются СТЭ (напряжением 25 кВ или 2^25 кВ), а также схемой секционирования контактной сети расчетного участка. Пример схемы замещения для двухпутного участка с двумя тяговыми подстанциями и узловой схемой питания представлен на рисунке.
После составления схемы замещения определяют количество ветвей V и узлов q в схеме и задают независимые контуры, количество которых к определяется топологией схемы секционирования контактной сети и количеством поездов.
I I
X -
тр
\ )еЛ \ к П к
7
7
15 г,
—,3
7 , 4
Пример схемы замещения для двухпутного участка системы тягового электроснабжения 25 кВ с двумя тяговыми подстанциями и узловой схемой питания
При расчете принимают следующие допущения:
в схеме замещения тяговую нагрузку представляют в комплексном виде источниками тока ^, значение которых принимается в соответствии с уравнением (30);
напряжение на шинах тяговой подстанции представляют в виде ЭДС соответствующих фаз, сдвинутых друг относительно друга на 120
взаимное электромагнитное влияние проводов контактной подвески и рельсовой цепи учитывают путем введения в схему замещения взаимных индуктивностей.
Расчет контурных токов в комплексном виде проводят для каждого шага моделирования по выражению:
[ Ь, Н К■ н 7,}[ К, ]г р[ К,}{[ е, ]-[ 7,}[I в,
где [ ] - матрица контурных токов, представляющая собой вектор размером к* 1:
" I,
[ I* ] =
(33)
122
1кк
(34)
где [Кг ] - матрица независимых контуров размером кXV, составленная из чисел 0, 1, -1, строки которой соответствуют номеру главного контура, а столбцы - номеру ветви. Если
направление обхода контура совпадает с направлением тока в ветви, то в соответствующую ячейку [ К ] ставят 1, если не совпадает, то -1, если ветвь не обходится, то 0;
[ К ]Г - транспонированная матрица независимых контуров размером у*к;
[Е ] - матрица ЭДС ветвей, представляющая собой вектор размером V х1. Если в одной
ветви содержится несколько ЭДС, то результирующее значение определяется как сумма комплексных значений этих ЭДС:
[ Е ] =
(35)
[ ¿у ] - матрица источников тока, представляющая собой вектор размером ^1, составленный из значений токов тяговой нагрузки ¿у для соответствующей ветви:
[ ¿V ] =
¿1 12
¿
(36)
[ 7У ] - квадратная матрица комплексных сопротивлений ветвей, размер которой определяется количеством ветвей схемы замещения и равен vxv. При этом главная диагональ матрицы содержит собственные сопротивления ветвей 7\ 1, 7гг • • • 7т, а остальные ячейки -сопротивления взаимоиндукции соответствующих ветвей 7^, 7\ъ и т. д.:
[ ^ ] =
7 7
711 712
77
721 722
77
7у1 7У2
7* 7^
(37)
В качестве элементов, входящих в собственные сопротивления ветвей, принимают входные индуктивные сопротивления системы внешнего электроснабжения, приведенные к сборным шинам распределительного устройства напряжением 27,5 кВ:
№2
V _ ^ ном
(38)
где ¿Уном - номинальное напряжение тяговой обмотки понижающего трансформатора;
£кз - мощность короткого замыкания системы внешнего электроснабжения на шинах высшего напряжения тяговой подстанции в максимальном режиме;
сопротивление понижающего трансформатора (автотрансформатора для системы 2x25 кВ), Ом:
х = А - ин2ом
тр 100 - п - Я
(39)
где ик - напряжение короткого замыкания понижающего трансформатора;
п - количество включенных на сборные шины распределительного устройства напряжением 27,5 кВ понижающих трансформаторов;
№ 3(19) 2014
- номинальная мощность понижающего трансформатора тяговой подстанции А, (В); сопротивление участков контактной подвески и рельсовой цепи:
7т.с ^уд С^кон ^нач ) ^ ^пиг. иотс ' (40)
где 7уд - удельное сопротивление элементов тяговой сети;
^нач, ^кон - начальная и конечная координаты участка тяговой сети;
^ит йоте - сопротивление питающих и отсасывающих линий, включаемое в сопротивление участков контактной подвески и рельсовой цепи в соответствии со схемой питания и секционирования;
сопротивление действующих устройств компенсации реактивной мощности, которое представляется в схеме замещения в виде емкостного сопротивления с углом сдвига фаз -90 °, включенного последовательно в отсасывающую линию тяговой подстанции для устройств продольной компенсации и параллельно тяговой сети для устройств поперечной компенсации.
Сопротивление взаимоиндукции ветвей определяется аналогично собственному сопротивлению участков контактной подвески и рельсовой цепи в соответствии с выражением (40).
На основе рассчитанной матрицы контурных токов определяют матрицу токов ветвей размером V х1:
[4 ] = [Кг Г [ ^ ]. (41)
Определяют потенциалы всех узлов схемы замещения срч , В, в соответствии со вторым
законом Кирхгофа или иным способом, учитывая, что известны значения тока и сопротивления ветвей. Затем определяют значение напряжения на токоприемнике электроподвижного состава п-го поезда как разность потенциалов узлов схемы, к которым приложена тяговая нагрузка, и записывают его в комплексном виде:
• п'
и = ^к.п = иеа , (42)
где - потенциал узла, соединяющего соответствующую тяговую нагрузку и контактный провод;
срр - потенциал узла, соединяющего соответствующую тяговую нагрузку и рельс;
а' - угол сдвига фаз между напряжением и током на токоприемнике электроподвижного состава.
Проверяют выполнение неравенства:
|а'-а|< 1°. (43)
где а - угол сдвига фаз между напряжением и током на токоприемнике электроподвижного состава на предыдущем шаге расчета (на первом шаге его принимают равным нулю).
При выполнении неравенства (43) для каждого поезда на участке расчет мгновенной схемы заканчивается, в противном случае выполняют перерасчет матрицы источников тока
(формула (36)) путем умножения заданных токов ¿у на &(а а) и повторяют расчет в соответствии с уравнениями (33), (41), (42).
Расчет повторяют до тех пор, пока неравенство (43) не будет выполнено.
Полученное значение расчетного напряжения |и| применяют на шаге интегрирования к+1 применительно к рассматриваемому поезду, т. е. принимают = |и| и осуществляют пересчет токовых характеристик для скорости V' по выражению:
и
(44)
где V - скорость по тяговой характеристике при номинальном напряжении ином.
Для определения токов ¡к+\ и 1ак+\ на к+1 шаге интегрирования используют пересчитанные токовые характеристики. При этом значения напряжения используют для пересчета токовых характеристик ЭПС при проведении тяговых расчетов по выражениям (24) - (30), после чего полученные значения токов используют в электрическом расчете.
После завершения расчетов на участке формируют множество значений напряжения на токоприемнике электроподвижного состава ишв | и определяют множество усредненных трехминутных значений и^3(3т;п) |, из которого для каждой межподстанционной зоны опре-
Т 7Ш1П
деляют величину минимального напряжения U МПЯ(3т)п)
ЦМш« = тп
и
'МПЗ(ЗШШ)
и
МПЗ(Зтт)
}-
(45)
Определяют полную мощность, потребляемую по каждой фазе тяговой подстанции, на к-м шаге расчета для мгновенной схемы замещения:
(46)
где / - сопряженное значение тока, текущего в ветви, содержащей ЭДС Ё.
На следующем шаге рассчитывают объем потребленной электроэнергии для каждой межподстанционной зоны рассматриваемого участка по фазам тяговой подстанции за сутки: активной -
Ш = Яе
241 2 Бк
Л=1
3600-1000
(47)
реактивной
Ш = 1т
241 2 ^
д=1
3600-1000
(48)
*
где К - количество шагов интегрирования в тяговом расчете;
Яе[], 1т[] - соответственно действительная и мнимая составляющие расхода электроэнергии, представленного в комплексной форме.
Определяют среднесуточный коэффициент реактивной мощности для каждой фазы тяговой подстанции:
Ш
Предложен усовершенствованный метод электрических расчетов СТЭ переменного тока, позволяющий учитывать изменяющийся уровень напряжения при проведении тяговых расчетов и корректировать тяговые нагрузки в электрическом расчете на последующих шагах моделирования, уровня напряжения в узлах СТЭ, потерь и расхода электроэнергии, а также значений коэффициента реактивной мощности. Предложенный метод позволяет повысить
точность тяговых и электрических расчетов и может применяться при моделировании СТЭ, в частности, при рассмотрении различных схем питания и секционирования и вариантов усиления СТЭ, а также для оценки эффективности применения различных устройств, например, устройств поперечной и продольной компенсации.
Список литературы
1. Справочник по электроснабжению железных дорог [Текст] / Под ред. К. Г. Марквардта. -М.: Транспорт, 1980. - Т. 1. - 256 с.
2. Марский, В. Е. Методика и программа расчета параметров многопроводных тяговых сетей переменного тока на ЭВМ серии ЕС [Текст] / В. Е. Марский. - М.: Трансэлектропроект, 1987. - 78 с.
3. Крюков, А. В. Управление системами тягового электроснабжения железных дорог [Текст] / Крюков А. В., Закарюкин В. П., Абрамов Н. А. // Управление большими системами: Сб. тр. / Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. - М., 2010. - № 29. -С.201 - 213.
4. Черемисин, В. Т. Оценка технологических потерь в тяговой сети в условиях применения электроподвижным составом рекуперативного торможения [Текст] / Черемисин В. Т., Вильгельм А. С., Незевак В. Л. // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения / Ростовский гос. ун-т путей сообщения. - Ростов-на-Дону. - 2014. - № 2. - С. 106 - 111.
5. Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М.: Транспорт, 1985. - 287 с.
6. Xie, S., Feng, J., & Zhang, G. Study on simulation traction load with regenerative braking. Energy Procedia, 14, р. 1299 - 1304. doi:10.1016/j.egypro.2011.12.1092.
7. Chen, T.-H., & Hsu, Y.-F. Systematized short-circuit analysis of a 2*25 kV electric traction network. Electric Power Systems Research, 47(2), р. 133 - 142. doi:10.1016/S0378-7796(98)00058-3.
8. Герман, Л. А. Матричный метод расчета системы тягового электроснабжения переменного тока с учетом системы внешнего электроснабжения [Текст] / Л. А. Герман // Наука и техника транспорта / Российская открытая акад. транспорта Московского гос. ун-та путей сообщения. - М. - 2004. - № 4. - С. 70 - 77.
9. Крюков, А. В. Моделирование систем электроснабжения железных дорог переменного тока [Текст] / А. В. Крюков, В. П. Закарюкин, С. М. Асташин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики / Казанский гос. энергетический ун-т. - Казань, 2008. -№ 3(4). - С. 134 - 139.
10. Кишкурно, К. В. Эффективность регулирования напряжения трансформатора тяговой подстанции переменного тока [Текст] / К. В. Кишкурно, Л. А. Герман // Электроника и электрооборудование транспорта / ООО «Научно-производственное предприятие «Томилинский электронный завод». - М, 2013. № 5. С. 26 - 30.
11. Марский, В. Е. Определение пропускной способности железнодорожных участков по устройствам тягового электроснабжения [Текст] / В. Е. Марский // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта / ВНИИЖТ. - М. - 2014. -№ 1. - С. 40 - 46.
12. Быкадоров, А. Л. Методика и алгоритмы расчета сложных схем тягового электроснабжения [Текст] / А. Л. Быкадоров, В. Т. Доманский // Трансэлектропроект: Инструктивно-методические указания. - 1981. - № 3. - С. 53 - 72.
References
1. K. G. Markvardt. Spravochnik po elektrosnabzheniiu zheleznykh dorog (Handbook of railway power supply). Moscow: Transport, 1980, 256 p.
2. Marskiy V. E. The methodology and program for calculating the parameters of multi-lane traction AC networks by computer series EU [Metodika i programma rascheta parametrov mnogo-provodnykh tiagovykh setei peremennogo toka na EVM serii ES]. Transelektroproekt - Transelec-troproject, 1985, no. 2, pp. 4 - 42.
3. Kriukov A. V., Zakariukin V. P., Abramov N. A. Management systems of traction current railways [Upravlenie sistemami tiagovogo elektrosnabzheniia zheleznykh dorog]. Upravlenie bol'shimi sistemami - Managing large systems, 2010, no. 29, pp. 201 - 213.
4. Cheremisin V. T., Vilgelm A. S., Nezevak V. L. Evaluation of technical losses in traction network in terms of application of electric rolling regenerative braking [Otsenka tekhnolog-icheskikh poter' v tiagovoi seti v usloviiakh primeneniia elektropodvizhnym sostavom rekupera-tivnogo tormozheniia]. Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universitetata putei soobshcheniia -Herald of Rostov State University of Railway Transport, 2014, no. 2, pp. 106 - 111.
5. Pravila tiagovykh raschetov dlia poezdnoi raboty (Terms traction calculations for train operation), Moscow: Transport, 2010.
6. Xie S., Feng J., Zhang, G. Study on simulation traction load with regenerative braking, Energy Procedia, 2012, no. 14, pp. 1299 - 1304. doi:10.1016/j.egypro.2011.12.1092.
7. Chen T.-H., Hsu Y.-F. Systematized short-circuit analysis of a 2*25 kV electric traction network, Electric Power Systems Research, 1998, no. 47(2), pp. 133 - 142. doi:10.1016/S0378-7796(98)00058-3.
8. German L. A. Matrix method of calculation of traction power supply AC with the external power supply system [Matrichnyi metod rascheta sistemy tiagovogo elektrosnabzheniia pere-mennogo toka s uchetom sistemy vneshnego elektrosnabzheniia]. Nauka i tekhnika transporta -Science and technology Transport, 2004, no. 4, pp. 70 - 77.
9. Kriukov A. V., Zakariukin V. P., Astashin S. M. Simulation systems of AC railway power supply [Modelirovanie sistem elektrosnabzheniia zheleznykh dorog peremennogo toka]. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Problemy energetiki - News of higher educational institutions. Energy problems, 2008, no. 3 - 4, pp. 134 - 139.
10. Kishkurno K. V., German L. A. Efficiency of voltage regulator of AC traction substation [Effektivnost' regulirovaniia napriazheniia transformatora tia-govoi podstantsii peremennogo toka]. Elektronika i elektrooborudovanie transporta - Electronics and electrical transport, 2013, no. 5, pp. 26 - 30.
11. Marskiy V. E. Determination of the capacity of railroads in the traction power supply devices [Opredelenie propusknoi sposobnosti zheleznodorozhnykh uchastkov po ustroistvam tiagovogo elektrosnabzheniia]. Vestnik nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta - Bulletin of the Research Institute of Railway Transport, 2014, no. 1, pp. 40 - 46.
12. Bykadorov A. L., Domanskii V. T. The methodology and algorithms for calculating the complex schemes of traction power [Metodika i algoritmy rascheta slozhnykh skhem tiagovogo el-ektro-snabzheniia]. Transelektroproekt: Instruktivno-metodicheskie ukazaniia - Transelectropro-ject: Instructions and guidelines, 1981, no. 3, pp. 53 - 72.
УДК 621.331
В. П. Закарюкин, А. В. Крюков, А. В. Черепанов
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Рассмотрены вопросы применения технологий интеллектуальных сетей (smart grid) для управления качеством электроэнергии в системах электроснабжения железных дорог переменного тока. Описана структура интеллектуальной системы тягового электроснабжения. Дана классификация технических средств управления режимами системы тягового электроснабжения и качеством электроэнергии. Предложен алгоритм моделирования режимов интеллектуальных электроэнергетических систем, питающих электротяговые нагрузки, отличающийся тем, что в его основу положено совместное использование имитационных и динамических моделей активных элементов smart grid. Результаты моделирования подтверждают применимость разработанных методов для решения задач управления качеством электроэнергии.
